安科瑞 繆凱倫 陳聰
摘要：本文主要介紹了河畔新世界采用安科瑞智能電力儀表對配電現(xiàn)場的各種電參量和開關(guān)信號的采集，通過總線型組網(wǎng)方式，把數(shù)據(jù)上傳至后臺，進(jìn)行智能化組網(wǎng)。Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在河畔新世界的應(yīng)用，符合了國家對智能小區(qū)電能管理的要求，也為河畔新世界節(jié)約了大量人力成本，實(shí)現(xiàn)了小區(qū)電能管理智能化。
關(guān)鍵詞：河畔新世界 智能電力儀表 Acrel-3000型 電能管理系統(tǒng)
1.項(xiàng)目概況
河畔新世界項(xiàng)目特邀香港國際設(shè)計(jì)師聯(lián)手打造，充分利用成都錦江沿線連綿起伏的坡地風(fēng)貌，于3000米超長河岸線上打造寬約25米的河堤景觀。
一期為英式自然園林野趣自然花園、靜思園、疊級花境園、觀景親水平臺、草坪和兒童游樂園等主題大型景觀各具特色。
安科瑞主要對河畔新世界地下室的4個低壓配電房進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，值班室位于地下一層監(jiān)控室內(nèi)，4個低壓配電房均通過光纖將數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳，保障了現(xiàn)場數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時性和穩(wěn)定性。
2.用戶需求
客戶要求電能管理系統(tǒng)軟件的功能需滿足：具有用戶權(quán)限管理、一次主接線圖實(shí)時監(jiān)測與顯示各回路的電參量、接入裝置的一次設(shè)備的分合閘狀態(tài)、電流實(shí)時曲線、回路超負(fù)荷報(bào)警、電度報(bào)表查詢及打印功能。
根據(jù)客戶要求，安科瑞電氣股份有限公司需完成一套電能管理系統(tǒng)：主要對現(xiàn)場357臺智能儀表進(jìn)行電參量采集，完成對數(shù)據(jù)采集、曲線分析、報(bào)表打印等功能，并設(shè)置多權(quán)限操作，方便現(xiàn)場管理員的操作。
3.設(shè)計(jì)方案
安科瑞公司根據(jù)河畔新世界現(xiàn)場的實(shí)際情況為其選用了Acrel-3000電能管理系統(tǒng)。
3.1 Acrel-3000符合的標(biāo)準(zhǔn)
本技術(shù)方案以現(xiàn)行國家及電力行業(yè)的有效標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，國標(biāo)未列入部分應(yīng)參考IEC標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。如標(biāo)準(zhǔn)間有矛盾時，應(yīng)以較高標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)。
GB50052-2009 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范
GB50054-2011 低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范
IEC 61587 電子設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)系列
DL/T448-2000 《電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程》
DL/T 698 電能信息采集與管理系統(tǒng)
DL/T 698.1-2009 第1部分：總則
DL/T 698.2-2010 第2部分：主站技術(shù)規(guī)范
DL/T 698.31-2010 第3.1部分：電能信息采集終端技術(shù)規(guī)范-通用要求
DL/T 698.41-2010 第4-1部分：通信協(xié)議-主站與電能信息采集終端通信
DL/T 698.42-2010 第4-2部分：通訊協(xié)議-集中器下行通信協(xié)議
DL/T/814-2002 配電自動化系統(tǒng)功能規(guī)范
GB/T/3047.1 面板、架和柜的基本尺寸系列
DL/T5137-2001 《電測量及電能計(jì)量裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》
GB2887 計(jì)算站場地技術(shù)條件
3.2 Acrel-3000設(shè)計(jì)方案
河畔新世界系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
上圖為該項(xiàng)目上的具體應(yīng)用拓?fù)鋱D；Acrel-3000變配電監(jiān)控系統(tǒng)主要分為3層：站控管理層（工控機(jī)、打印機(jī)、UPS電源）、通訊管理層（16口通訊管理機(jī)）、現(xiàn)場設(shè)備層（現(xiàn)場智能裝置）。
現(xiàn)場中的IO設(shè)備的通訊線纜采用RVSP 2*1.5屏蔽雙絞線；通訊管理機(jī)至值班室交換機(jī)采用的為單模4芯光纖。
3.2.1現(xiàn)場設(shè)備層
根據(jù)河畔新世界現(xiàn)場要求：智能儀表需滿足對全電參量采集（三相電流、電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、頻率、電度、開關(guān)量等）；我司根據(jù)客戶要求，為其在現(xiàn)場選配ACR220EL/K型的多功能儀表，*了現(xiàn)場的要求。
ACR220EL是LCD液晶屏顯示，可監(jiān)測三相電流、三相電壓、電網(wǎng)頻率、三相（有功功率、無功功率、功率因數(shù)）、三相有功電能、三相無功電能6項(xiàng)測量參數(shù)。除以上功能外，還可選配其它功能，以下3項(xiàng)功能可共選也可選擇其中幾項(xiàng)：F(復(fù)費(fèi)率電能統(tǒng)計(jì))、D(大需量)、CP(Profibus-DP)。以下3項(xiàng)功能只能選擇其中一項(xiàng)：M(模擬量)、K(2DI/2DO)、K(4DI)、K(4DI/2DO)。
3.2.2通訊管理層
工業(yè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)采用D-LINK 8口
這款交換機(jī)在線速包路由中混合了許多解決方案中的特性，包括性能，端口密度，單元熱交換和備份冗余電源，端口干路支持802.3ad鏈路聚合標(biāo)準(zhǔn)，允許8個千兆端口結(jié)合在一起，形成一個多鏈路、負(fù)載均衡的聚合帶寬，為關(guān)鍵任務(wù)服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)中心提供具有失效保護(hù)的連接。
光電轉(zhuǎn)換器采用MIE-1102S
MIE-1102工業(yè)級收發(fā)器外殼使用鋁合金型材，產(chǎn)品輕巧、堅(jiān)固、耐腐蝕，抗電磁干擾能力更強(qiáng)，DIN-Rail、壁掛式安裝方式可選?？商峁┤哂嚯娫摧斎牍δ?，當(dāng)主電源發(fā)生故障時，自動切換到備用電源，并可接一路報(bào)警輸出，使用戶能及時了解現(xiàn)場問題。
通訊管理機(jī)采用MOXA的NPORT 5630-16 RS485接口。
NPORT5630-16可讓16個RS485串口設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，提供簡單方便的聯(lián)網(wǎng)方式，不但可以保證現(xiàn)有的硬件資源，更確保未來網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)充可能性，可以在串口和以太網(wǎng)絡(luò)界面之間輕易的執(zhí)行雙向數(shù)據(jù)傳輸。使用 MOXA NPort5630-16 讓您可以達(dá)到同時集中管理串口設(shè)備，和于網(wǎng)絡(luò)中分散管理主機(jī)的目的。
3.2.3站控管理層
配置為EVOC IPC-810B Core2 2.66G /1G/160G +鍵鼠+音箱等。
該計(jì)算機(jī)為工業(yè)計(jì)算機(jī)，大風(fēng)量風(fēng)扇設(shè)計(jì)，開門抽拉可拆換濾網(wǎng)，散熱可靠、維護(hù)簡便、特殊的抗震措施，保證機(jī)器在惡劣工業(yè)環(huán)境中正常工作；
深圳研祥工業(yè)計(jì)算機(jī)（IPC810B），完成對整個電站的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的管理，數(shù)據(jù)庫管理，在線及離線計(jì)算，運(yùn)行監(jiān)視控制，各圖表曲線的生成，數(shù)據(jù)報(bào)表等系統(tǒng)監(jiān)測等功能。
UPS電源為C1KS/1KVA 待機(jī)30分鐘 塔式；
監(jiān)控主機(jī)采用正版簡體中文Windows XP操作系統(tǒng)軟件，電能管理軟件采用安科瑞Acrel-3000型電能管理組態(tài)軟件。
4.系統(tǒng)功能
4.1 用戶權(quán)限管理
針對不同級別的用戶，設(shè)置不同的權(quán)限，方便不同權(quán)限的管理人員對系統(tǒng)的不同操作，實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)的安全，可靠運(yùn)行。通過用戶管理進(jìn)行用戶登錄、用戶注銷、修改密碼、添加刪除等操作，方便用戶對賬號和權(quán)限的修改。
4.2 系統(tǒng)主界面
系統(tǒng)提供簡單、易用、良好的用戶使用界面。采用全中文界面，CAD圖形顯示配電系統(tǒng)電氣一次主接線圖，顯示配電系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)及相應(yīng)實(shí)時運(yùn)行參數(shù)，畫面定時輪巡切換；畫面實(shí)時動態(tài)刷新；模擬量顯示；開關(guān)量顯示；連續(xù)記錄顯示等，通過畫面顏色的變化（紅色表示合閘狀態(tài)、綠色表示分閘狀態(tài)）可以看到各回路的分合閘狀態(tài)。
登錄普通權(quán)限用戶，通過主界面的操作，可以查看各回路運(yùn)行的電參量（電流、電壓、有功、無功、功率因數(shù)、電度）；登錄權(quán)限用戶，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部電度報(bào)表、電流曲線、報(bào)警信息的打印及導(dǎo)出功能。
4.3 系統(tǒng)遙信狀態(tài)報(bào)警
系統(tǒng)發(fā)生運(yùn)行故障時，會及時發(fā)出聲光報(bào)警提示用戶及時響應(yīng)故障回路，同時自動記錄事件發(fā)生的時間和回路名稱，以便用戶查詢，追憶故障原因。
4.4 趨勢曲線分析
Acrel-3000電能管理系統(tǒng)提供了實(shí)時曲線和歷史趨勢兩種曲線的分析界面，通過調(diào)用相關(guān)回路實(shí)時曲線界面分析該回路當(dāng)前的負(fù)荷運(yùn)行狀況。如通過調(diào)用某配出回路的實(shí)時曲線可分析該回路的電氣設(shè)備所引起的信號波動情況。系統(tǒng)的歷史趨勢即系統(tǒng)對所有已存儲數(shù)據(jù)均可查看其歷史趨勢，方便工程人員對監(jiān)測的配電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行質(zhì)量分析。
4.5 報(bào)表統(tǒng)計(jì)
河畔新世界系統(tǒng)中分電能報(bào)表為時報(bào)表、日報(bào)表、月報(bào)表三種報(bào)表。左圖為時報(bào)表，選擇要查詢的日期，可顯示每個時段的用電量，顯示每個時段用電量的報(bào)表對比柱狀圖，方便管理員查看分析（日報(bào)表和月報(bào)表也具有柱狀圖分析功能），同時系統(tǒng)將采集的有功電度數(shù)據(jù)，按照回路名稱的不同，自動生成報(bào)表并有報(bào)表打印功能，可對某一回路的某一時間段內(nèi)的用電量進(jìn)行查詢與打印，這些報(bào)表均支持Excel導(dǎo)出功能。
右圖為對主要進(jìn)線回路的歷史全電參量（電流、電壓、有功、無功、功率因數(shù)、電度）查詢，方便管理人員查看進(jìn)線電力數(shù)據(jù)及分析用電效率。
5.運(yùn)行效果
隨著社會的發(fā)展及電力的廣泛應(yīng)用，智能電能管理系統(tǒng)已成為大型智能小區(qū)的必然選擇，本文介紹的電力儀表及Acrel-3000電能管理系統(tǒng)在河畔新世界項(xiàng)目的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙測、遙信功能，實(shí)時顯示了現(xiàn)場電參量，方便值班人員查看；給用戶設(shè)置定值修改功能同樣人性化地提高了值班人員操作的安全系數(shù)；同時系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，并生成各種電能報(bào)表、分析曲線、棒圖等，便于電能的遠(yuǎn)程抄表以及分析、研究；報(bào)警窗口的彈出有助于提醒值班人員及時檢查現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀況。
在Acrel-3000電能管理系統(tǒng)應(yīng)用之前，整個小區(qū)的用電基本上靠人工來抄表，投入了大量的人力資源，現(xiàn)場的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)也不能及時被值班人員掌控，增加了配電房各回路運(yùn)行時的隱患。Acrel-3000電能管理系統(tǒng)完成以后，減少了電氣值班人員，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場信息的實(shí)時監(jiān)測；通過報(bào)警窗口的應(yīng)用，消除了電氣故障，防止過負(fù)荷運(yùn)行而產(chǎn)生電氣隱患；同時人性化電度報(bào)表及棒圖的顯示，不僅為用戶節(jié)約的大量的人力成本，而且對各個時段用電量進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)了小區(qū)電能管理智能化。系統(tǒng)至2010年3月份運(yùn)行至今，運(yùn)行穩(wěn)定、正常，受到用戶*；同時該系統(tǒng)的運(yùn)行所節(jié)約的人力成本，基本回報(bào)了當(dāng)時對系統(tǒng)的投入資金。
